Claims (8)
1. Устройство управления для электрической вращающейся машины, которое выполняет управление возбуждением электрической вращающейся машины, содержащее:1. The control device for an electric rotating machine, which performs control of the excitation of an electric rotating machine, comprising:
средство детектирования тока для детектирования токов электрической вращающейся машины, протекающих в электрической вращающейся машине;current detecting means for detecting currents of an electric rotating machine flowing in an electric rotating machine;
средство оценки положения для оценки положения ротора электрической вращающейся машины на основе токов электрической вращающейся машины, детектируемых средством детектирования тока;position estimation means for evaluating a position of a rotor of an electric rotating machine based on currents of an electric rotating machine detected by current detecting means;
средство управления для вывода инструкций управления напряжением на основе токов электрической вращающейся машины, детектируемых средством детектирования тока, и информации о положении ротора, оцениваемой средством оценки положения; иcontrol means for outputting voltage control instructions based on currents of an electric rotating machine detected by current detecting means and rotor position information evaluated by position estimation means; and
средство приложения напряжения для приложения напряжения для управления возбуждением к электрической вращающейся машине на основе инструкций управления напряжением, выводимых из средства управления;voltage application means for applying voltage to control the excitation to the electric rotating machine based on voltage control instructions output from the control means;
причем средство управления включает в себя блок вычисления инструкций управления напряжением возбуждения для вычисления инструкций управления напряжением возбуждения для возбуждения электрической вращающейся машины,wherein the control means includes a driving voltage control instruction calculation unit for computing driving voltage control instructions for driving an electric rotary machine,
средство управления включает в себя генератор напряжения оценки положения для вывода инструкций управления напряжением оценки положения для оценки положения ротора электрической вращающейся машины, иthe control means includes a position estimation voltage generator for outputting position estimation voltage control instructions for estimating a position of a rotor of an electric rotating machine, and
средство управления включает в себя сумматоры для суммирования инструкций управления напряжением оценки положения с инструкциями управления напряжением возбуждения и вывода результирующих сигналов в качестве инструкций управления напряжением в средство приложения напряжения;the control means includes adders for summing the position control voltage control instructions with the driving voltage control instructions and outputting the resulting signals as voltage control instructions to the voltage application means;
средство оценки положения включает в себя модули извлечения тока для извлечения токов оценки положения, имеющих частотные составляющие, идентичные частотным составляющим инструкций управления напряжением оценки положения, включенных в токи электрической вращающейся машины, детектируемые средством детектирования тока,position estimation means includes current extraction modules for extracting position estimation currents having frequency components identical to the frequency components of position estimation voltage control instructions included in currents of an electric rotary machine detected by current detection means,
средство оценки положения включает в себя блок вычисления амплитуд тока оценки положения для вычисления амплитуд тока оценки положения на основе токов оценки положения, извлеченных посредством модулей извлечения тока, иposition estimation means includes a position estimation current amplitude calculating unit for calculating position estimation current amplitudes based on position estimation currents extracted by current extraction modules, and
средство оценки положения включает в себя модуль вычисления положения для выполнения вычисления оценки положения ротора электрической вращающейся машины на основе амплитуд тока оценки положения, вычисляемых блоком вычисления амплитуд тока оценки положения; иthe position estimation means includes a position calculation module for performing a position estimation of the rotor of the electric rotary machine based on the amplitudes of the position estimation current calculated by the position estimation current amplitude calculating unit; and
блок вычисления амплитуд тока оценки положения вычисляет амплитуды тока оценки положения посредством интегрирования квадратов токов оценки положения за интервал не меньше полупериода токов оценки положения.the position estimation current amplitude amplitudes calculating unit calculates the position estimation current amplitudes by integrating the squares of the position estimation currents over an interval of at least a half period of the position estimation currents.
2. Устройство управления для электрической вращающейся машины по п.1, в котором:2. The control device for an electric rotating machine according to claim 1, in which:
блок вычисления амплитуд тока оценки положения интегрирует квадраты токов оценки положения за интервал не меньше полупериода токов оценки положения и вычисляет квадратный корень значения, полученного посредством деления интегрированного значения на половину интервала интегрирования, посредством чего могут быть вычислены амплитуды тока оценки положения.the position estimation current amplitudes calculating unit integrates the squares of the position estimation currents for an interval of at least half the period of the position estimation currents and calculates the square root of the value obtained by dividing the integrated value by half the integration interval, whereby the amplitudes of the position estimation current can be calculated.
3. Устройство управления для электрической вращающейся машины по п.1 или 2, в котором:3. The control device for an electric rotating machine according to claim 1 or 2, in which:
генератор напряжения оценки положения формирует инструкции управления напряжением оценки положения на основе трехфазного равновесия.a position estimation voltage generator generates position estimation voltage control instructions based on a three-phase equilibrium.
4. Устройство управления для электрической вращающейся машины по п.1 или 2, в котором:4. The control device for an electric rotating machine according to claim 1 or 2, in which:
генератор напряжения оценки положения формирует инструкции управления напряжением оценки положения в направлении d-оси ортогональной системы d-q-координат, вращающейся синхронно с ротором электрической вращающейся машины или вектором магнитного потока,the position estimation voltage generator generates position estimation voltage control instructions in the direction of the d-axis of the orthogonal d-q coordinate system rotating synchronously with the rotor of the electric rotating machine or the magnetic flux vector,
средство оценки положения включает в себя dm-qm-преобразователь для выполнения преобразования координат для токов электрической вращающейся машины, детектируемых средством детектирования тока, чтобы получать ток dm-оси и ток qm-оси в системе dm-qm-координат, отличающейся на 45° от ортогональной системы d-q-координат, иposition estimation means includes a dm-qm converter for performing coordinate conversion for currents of an electric rotating machine detected by a current detection means to obtain a dm axis current and a qm axis current in a dm-qm coordinate system differing by 45 ° from an orthogonal system of dq coordinates, and
модули извлечения тока извлекают токи оценки положения, имеющие частотные составляющие, идентичные частотным составляющим инструкций управления напряжением оценки положения, на основе тока dm-оси и тока qm-оси, полученных посредством преобразования координат dm-qm-преобразователями.current extraction modules extract position estimation currents having frequency components identical to the frequency components of position estimation voltage control instructions based on the dm axis current and the qm axis current obtained by coordinate conversion by dm-qm converters.
5. Устройство управления для электрической вращающейся машины по п.1 или 2, в котором:5. The control device for an electric rotating machine according to claim 1 or 2, in which:
генератор напряжения оценки положения формирует инструкции управления напряжением оценки положения, которое является переменным напряжением,a position estimation voltage generator generates position estimation voltage control instructions, which is an alternating voltage,
средство оценки положения включает в себя преобразователь координат для выполнения преобразования координат для токов электрической вращающейся машины, детектируемых средством детектирования тока, чтобы получать ток параллельной составляющей, которая является составляющей, параллельной инструкциям управления напряжением оценки положения, и ток ортогональной составляющей, которая является составляющей, ортогональной инструкциям управления напряжением оценки положения, иposition estimation means includes a coordinate converter for performing coordinate conversion for currents of an electric rotary machine detected by current detecting means to obtain a current of a parallel component, which is a component parallel to the position control voltage control instructions, and a current of an orthogonal component, which is an orthogonal component position assessment voltage control instructions, and
модули извлечения тока извлекают токи оценки положения, имеющие частотные составляющие, идентичные частотным составляющим инструкций управления напряжением оценки положения, на основе тока параллельной составляющей и тока ортогональной составляющей, полученных посредством преобразования координат преобразователем координат.current extraction modules extract position estimation currents having frequency components identical to the frequency components of position estimation voltage control instructions based on the current of the parallel component and the current of the orthogonal component obtained by converting the coordinates by the coordinate converter.
6. Способ управления для выполнения управления возбуждением электрической вращающейся машины, содержащий:6. A control method for performing excitation control of an electric rotating machine, comprising:
этап, на котором суммируют инструкции управления напряжением оценки положения для оценки положения ротора электрической вращающейся машины с инструкциями управления напряжением возбуждения для возбуждения электрической вращающейся машины;the step of summing the position control voltage control instructions for estimating a rotor position of the electric rotary machine with the driving voltage control instructions for driving the electric rotary machine;
этап, на котором детектируют токи электрической вращающейся машины, протекающие в электрической вращающейся машине наряду с возбуждением электрической вращающейся машины, на основе сигналов, получаемых посредством сложения;the step of detecting currents of the electric rotary machine flowing in the electric rotary machine along with the excitation of the electric rotary machine, based on the signals obtained by addition;
этап, на котором извлекают токи оценки положения, имеющие частотные составляющие, идентичные частотным составляющим инструкций управления напряжением оценки положения, включенных в детектированные токи электрической вращающейся машины;a step in which position estimation currents having frequency components identical to the frequency components of the position estimation voltage control instructions included in the detected currents of the electric rotating machine are extracted;
этап, на котором вычисляют амплитуды тока оценки положения посредством интегрирования квадратов извлеченных токов оценки положения на интервале не меньше интервала, кратного m (m является положительным целым числом) полупериода токов оценки положения;a step in which the amplitudes of the position estimation current are calculated by integrating the squares of the extracted position estimation currents in an interval not less than an interval multiple of m (m is a positive integer) of a half period of position estimation currents;
этап, на котором выполняют вычисление оценки положения ротора электрической вращающейся машины на основе вычисленных амплитуд тока оценки положения; иthe step of calculating an estimate of the position of the rotor of the electric rotating machine based on the calculated amplitudes of the current position estimation; and
этап, на котором выполняют коррекцию по обратной связи для инструкций управления напряжением возбуждения на основе информации об оцененном положении ротора и значений токов электрической вращающейся машины.a step in which feedback correction is performed for the driving voltage control instructions based on information about the estimated rotor position and current values of the electric rotating machine.
7. Устройство управления для электрической вращающейся машины, которое выполняет управление возбуждением электрической вращающейся машины, содержащее:7. A control device for an electric rotating machine, which performs excitation control of an electric rotating machine, comprising:
средство детектирования тока для детектирования токов электрической вращающейся машины, протекающих в электрической вращающейся машине;current detecting means for detecting currents of an electric rotating machine flowing in an electric rotating machine;
средство оценки положения для оценки положения ротора электрической вращающейся машины на основе токов электрической вращающейся машины, детектируемых средством детектирования тока;position estimation means for evaluating a position of a rotor of an electric rotating machine based on currents of an electric rotating machine detected by current detecting means;
средство управления для вывода инструкций управления напряжением на основе токов электрической вращающейся машины, детектируемых средством детектирования тока, и информации о положении ротора, оцениваемой средством оценки положения; иcontrol means for outputting voltage control instructions based on currents of an electric rotating machine detected by current detecting means and rotor position information evaluated by position estimation means; and
средство приложения напряжения для приложения напряжения для управления возбуждением к электрической вращающейся машине на основе инструкций управления напряжением, выводимых из средства управления;voltage application means for applying voltage to control the excitation to the electric rotating machine based on voltage control instructions output from the control means;
причем средство управления включает в себя блок вычисления инструкций управления напряжением возбуждения для вычисления инструкций управления напряжением возбуждения для возбуждения электрической вращающейся машины,wherein the control means includes a driving voltage control instruction calculation unit for computing driving voltage control instructions for driving an electric rotary machine,
средство управления включает в себя генератор напряжения оценки положения для вывода инструкций управления напряжением оценки положения для оценки положения ротора электрической вращающейся машины, иthe control means includes a position estimation voltage generator for outputting position estimation voltage control instructions for estimating a position of a rotor of an electric rotating machine, and
средство управления включает в себя сумматоры для суммирования инструкций управления напряжением оценки положения с инструкциями управления напряжением возбуждения и вывода результирующих сигналов в качестве инструкций управления напряжением в средство приложения напряжения;the control means includes adders for summing the position control voltage control instructions with the driving voltage control instructions and outputting the resulting signals as voltage control instructions to the voltage application means;
средство оценки положения включает в себя модули извлечения тока для извлечения токов оценки положения, имеющих частотные составляющие, идентичные частотным составляющим инструкций управления напряжением оценки положения, включенных в токи электрической вращающейся машины, детектируемые средством детектирования тока,position estimation means includes current extraction modules for extracting position estimation currents having frequency components identical to the frequency components of position estimation voltage control instructions included in currents of an electric rotary machine detected by current detection means,
средство оценки положения включает в себя блок вычисления амплитуд тока оценки положения для вычисления амплитуд тока оценки положения на основе токов оценки положения, извлеченных посредством модулей извлечения тока, иposition estimation means includes a position estimation current amplitude calculating unit for calculating position estimation current amplitudes based on position estimation currents extracted by current extraction modules, and
средство оценки положения включает в себя модуль вычисления положения для выполнения вычисления оценки положения ротора электрической вращающейся машины на основе амплитуд тока оценки положения, вычисляемых посредством блока вычисления амплитуд тока оценки положения;the position estimation means includes a position calculation module for performing an estimation of the position of the rotor of the electric rotary machine based on the amplitudes of the position estimation current calculated by the position amplitude calculating current unit;
генератор напряжения оценки положения формирует инструкции управления напряжением оценки положения, имеющие частоты, по меньшей мере, не менее чем двух видов, чтобы оценивать положение ротора электрической вращающейся машины;the position estimation voltage generator generates position estimation voltage control instructions having frequencies of at least at least two kinds to evaluate the position of the rotor of the electric rotating machine;
блок вычисления амплитуд тока оценки положения вычисляет амплитуды тока оценки положения на основе сигналов, которые прошли через фильтры нижних частот, которые дают возможность прохождения низкочастотных составляющих квадратов токов оценки положения.The position estimation current amplitude amplitudes calculating unit calculates the position estimation current amplitudes based on the signals that have passed through the low-pass filters, which allow the low-frequency components of the squares of the position estimation currents to pass through.
8. Устройство управления для электрической вращающейся машины по п.7, в котором:8. The control device for an electric rotating machine according to claim 7, in which:
частоты отсечки фильтров нижних частот блока вычисления амплитуд тока оценки положения не превышают частоты токов оценки положения и не менее чем в два раза превышают частоты инструкций управления напряжением возбуждения.
the cutoff frequencies of the low-pass filters of the unit for calculating the amplitudes of the position estimation current do not exceed the frequency of the position estimation currents and at least twice the frequencies of the excitation voltage control instructions.